第五章滤波器结构.ppt

第五章 数字滤波器的基本结构
学****DSP的一个重要方面是滤波器设计。前面的章节讲的主要是信号分析，即分析信号频域或Z域特性，以及时域与频域（Z域）的关系。信号分析的作用是进一步深化信号特点、特性的认识。而数字滤波的作用是对信号进行加工，改变其特性。
第五章滤波器结构
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第五章滤波器结构
(5-1)
(5-2)
时域表示
上式的
是差分方程：
或
和模拟信号系统的传递函数相似，数字信号处理系统（数字滤波器）的
系统传递函数
可表示为：
§ 数字滤波器结构的表示方法
第五章滤波器结构
可见，数字滤波器的功能就是把输入序列通过一定的运算，变换成输出序列。
可以用以下两种方法来实现数字滤波器：
1、软件实现：即把滤波器所要完成的运算变成程序并让计算机执行；
2、硬件实现：设计专用的数字硬件、专用的数字信号处理器或通用的数字信号处理器来实现。
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由(5-2)式，实现一个数字滤波器需要几种基本运算单元——加法器、比例放大器（常数乘法器）和延时器，用符号表示基本运算单元则为：
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注意：

运算结构
而非电路结构
<N，而数字滤波器则不一定
，两个以上输入——相加器；
两个以上输出——分支节点
结构的重要性：
不同结构，存储单元不同，影响复杂性（成本）；乘法器不同，影响速度。
（无限字长）时“等效” ；在有限长（有限字长）时“不等效” 。有限字长时，不同结构影响误差、稳定性。有些结构的有限字长效应有可能使极点到单位圆外，频响也变化。
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对应(5-2)式可画出如下图
(5-2)
第五章滤波器结构
§ 无限长单位冲激响应（IIR）滤波器的基本结构
IIR滤波器特点：
单位冲激响应h(n)是无限长的
(z)在z平面上有极点（分母部分组成），至少有一个
（又称递归型结构）
结构上有反馈——递归，无反馈——非递归。
注意
：递归与否不是IIR与FIR的区别。因为IIR一定是递归的，反之不一定。如FIR的频率抽样型就是递归结构。
4. 相同滤波器性能下，IIR的阶数要比FIR要小，故运算量小。
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一、直接I型
H(z)的有理函数形式对应的结构，或者说是差分方程直接给出的，需要(N+M)个延时单元。
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二、直接II型（典范型）
因为系统级联次序改变，系统函数不变，直接II型的延时单元个数(Max(N,M))最少。
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